JP6005411B2 - 列車位置検出システム - Google Patents

Description

本発明は列車位置検出システムに係り、特に、列車の位置を適正に検出して、オーバーランなどの発生を防止して安全性を高めることを可能とした列車位置検出システムに関する。

従来から、いわゆる無線測距方式を利用した列車位置検出システムは、列車に車上無線機を搭載し、その列車の走行する軌道の沿線に沿って所定の間隔をもって設置された複数の沿線無線機との間で無線ネットワークを形成し、車上無線機の車上アンテナと沿線無線機の沿線アンテナとの無線伝搬遅延（時間）を計測して列車位置を検知し、その検知された列車位置に基づいて列車制御を行うようになっている。

そして、このような無線測距方式を利用した列車制御システムとしては、従来から、例えば、軌道周辺に送受信アンテナを備えると共に車上に送受信アンテナを備え、地上の送受信アンテナから送信し受信された通信波の送受信の時間差により、地上の送受信アンテナの設置位置から車両までの距離を測定する距離測定工程と、地上の送受信アンテナから車上の送受信アンテナに、測定距離を送信する距離送信工程と、受信された測定距離と車両の現在速度とに応じて、指定停止位置までの距離と現在速度とに応じた停止パターンを決定し、その停止パターンに基づいて車両のブレーキ力を制御する車両停止工程とを備えた技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００４−２２４２２０号公報

しかしながら、前記従来の技術においては、無線により受信した信号に基づいて距離を検出する場合に、マルチパスなどにより測定距離に誤差が発生するおそれがあり、測定距離が長く検出されるおそれがあるという問題を有している。そのため、測定距離により、列車のオーバーランや衝突などを招くおそれがあり、安全性を確保することができないという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、列車の位置を適正に検出して、オーバーランなどの発生を防止して安全性を高めることのできる列車位置検出システムを提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１の発明に係る列車位置検出システムは、列車に搭載され地上装置に対して無線により距離測定を行う車上無線機と、
前記車上無線機による測定距離に基づき前記列車の位置を検出する位置検出装置と、を備え、
前記車上無線機は、前記列車の進行方向後方に設置された前記地上装置に対する距離測定を行い、
前記位置検出装置は、前記車上無線機で測定した進行方向後方の前記地上装置に対する前記測定距離を、進行方向前方の前記地上装置から進行方向後方の前記地上装置までの既知の距離から差し引くことで、前記列車の進行方向前方における前記地上装置との距離を算出して前記列車の位置を検出することを特徴とする。

請求項２の発明に係る列車位置検出システムは、列車に搭載され地上装置に対して無線により距離測定を行う車上無線機と、
前記車上無線機による測定距離に基づき前記列車の位置を検出する位置検出装置と、
前記列車の速度を検出する速度検出装置と、を備え、
前記車上無線機は、前記列車の進行方向前方の前記地上装置に対する距離測定を行うとともに、所定時間後の前記地上装置に対する距離測定を行い、
前記位置検出装置は、最初に測定した測定距離に前記速度検出装置による検出速度により前記所定時間進んだ距離を反映して算出した距離と、前記所定時間後の測定距離とのうち、短い距離に基づいて前記列車の位置を検出することを特徴とする。

請求項３の発明に係る列車位置検出システムは、列車に搭載され地上装置に対して無線により距離測定を行う車上無線機と、
前記車上無線機による測定距離に基づき前記列車の位置を検出する位置検出装置と、を備え、
前記車上無線機は、前記列車の進行方向前方および後方の前記地上装置に対する距離測定を行い、
前記位置検出装置は、前記各測定距離にそれぞれ列車編成長を加えた各距離の重複する範囲から列車の位置を検出することを特徴とする。

請求項４の発明に係る列車位置検出システムは、列車に搭載され地上装置に対して無線により距離測定を行う車上無線機と、
前記車上無線機による測定距離に基づき前記列車の位置を検出する位置検出装置と、を備え、
前記車上無線機は、前記列車の進行方向前方および後方の前記地上装置に対する距離測定を行い、
前記位置検出装置は、前記各測定距離にそれぞれ前記車上無線機から前記列車の最後尾および先頭までの距離を加えた各距離の重複する範囲から列車の位置を検出することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項において、前記位置検出装置は、前記地上装置までの測定距離および前記地上装置の設置位置に基づいて前記列車の列車存在範囲を求め、当該列車存在範囲に基づいて列車の位置を検出することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５において、前記列車存在範囲は、前記列車の実際の存在範囲を含むように設定することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６において、前記位置検出装置は、当該列車の列車存在範囲が所定位置を通過したことにより当該列車が所定の位置を通過し始めたと判定し、当該列車の列車存在範囲が所定位置を通過し終えたことにより当該列車が所定の位置を通過し終わったと判定することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項において、前記車上無線機は、前記列車の進行方向前方の前記地上装置に対する距離測定を連続して行い、
前記位置検出装置は、前記車上無線機による距離測定ができなくなった時に、前記列車が前記地上装置に位置していると検出することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、位置検出装置により、車上無線機による地上装置までの測定距離および当該地上装置の設置位置を用いて列車の位置を検出するようにしているので、列車の位置を適正に検出することができ、列車の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。特に、車上無線機により、列車の進行方向後方に設置された地上装置に対する距離測定を行い、位置検出装置により、車上無線機で測定した進行方向後方の地上装置に対する測定距離を、進行方向前方の地上装置から進行方向後方の地上装置までの既知の距離から差し引くことで、列車の進行方向前方における地上装置との距離を算出して列車の位置を検出するようにしているので、無線による距離計測がマルチパスなどで実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、前方の地上無線機までの距離を相対的に短く検出することができ、列車の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。

請求項２に係る発明によれば、車上無線機により、列車の進行方向前方の地上装置に対する距離測定を行うとともに、所定時間後の地上装置に対する距離測定を行い、位置検出装置により、最初に測定した測定距離に速度検出装置による検出速度により所定時間進んだ距離を反映して算出した距離と、所定時間後の測定距離とのうち、短い距離に基づいて列車の位置を検出するようにしているので、無線による距離測定が実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、前方の地上無線機までの測定距離の小さい方に基づいて列車位置を検出することができ、列車の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。

請求項３に係る発明によれば、車上無線機により、列車の進行方向前方および後方の地上装置に対する距離測定を行い、位置検出装置により、各測定距離にそれぞれ列車長を加えた各距離の重複する範囲から列車の位置を検出するようにしているので、無線による距離測定が実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、広い範囲で列車位置を検出することができ、列車の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。

請求項４に係る発明によれば、車上無線機により、列車の進行方向前方および後方の地上装置に対する距離測定を行い、位置検出装置により、各測定距離にそれぞれ車上無線機から列車の最後尾および先頭までの距離を加えた各距離の重複する範囲を列車の位置として検出するようにしているので、無線による距離測定が実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、広い範囲で列車位置を検出することができ、列車の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。

請求項５に係る発明によれば、位置検出装置により、地上装置までの測定距離および当該地上装置の設置位置に基づいて列車の列車存在範囲を求め、当該列車存在範囲に基づいて列車の位置を検出するようにしているので、無線による距離測定が実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、求められた列車存在範囲が実際の列車存在範囲よりも大きな値となり、広い範囲で列車位置を検出することができ、列車の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。

請求項６に係る発明によれば、列車存在範囲を、列車の実際の存在範囲を含むように設定するようにしているので、列車の位置を適正に検出することができ、広い範囲で列車位置を検出することができ、列車の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。

請求項７に係る発明によれば、位置検出装置により、当該列車の列車存在範囲が所定位置を通過したことにより当該列車が所定の位置を通過し始めたと判定し、当該列車の列車存在範囲が所定位置を通過し終えたことにより当該列車が所定の位置を通過し終わったと判定するようにしているので、列車の位置を適正に検出することができ、衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができて、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。

請求項８に係る発明によれば、車上無線機により、列車の進行方向前方の地上装置に対する距離測定を連続して行い、位置検出装置により、車上無線機による測定距離が減少し続け、車上無線機による距離測定ができなくなった時に、列車が地上装置に位置していると検出するようにしているので、列車の位置を適正に検出することができ、列車の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車の走行の安全性を著しく高めることができる。

本発明に係る列車位置検出システムの第１実施形態における列車部分を示す概略構成図である。 本発明に係る列車位置検出システムの第１実施形態における列車位置検出手段を示す説明図である。 本発明に係る列車位置検出システムの第２実施形態における列車位置検出手段を示す説明図である。 本発明に係る列車位置検出システムの第３実施形態における列車位置検出手段を示す説明図である。 本発明に係る列車位置検出システムの第３実施形態における列車位置検出手段の変形例を示す説明図である。 本発明に係る列車位置検出システムの第３実施形態における列車位置検出手段の変形例を示す説明図である。 本発明に係る列車位置検出システムの第３実施形態における列車位置検出手段の変形例を示す説明図である。 本発明に係る列車位置検出システムにおける地上無線機の通過判定手段の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る列車位置検出システムの第１実施形態を示す概略構成図であり、本実施形態においては、所定の軌道１上を走行する列車２には、車上装置３が搭載されている。この車上装置３は、ＣＰＵを中心に構成された車上処理部４を備えており、列車２の速度制御や制動制御などの各種制御を行うように構成されている。また、列車２には、列車２の車輪の回転速度に基づいて列車２の速度を検出するための速度検出装置としてのタコジェネレータ５が搭載されており、このタコジェネレータ５の検出情報は車上装置３に送られるように構成されている。

また、列車２には、車上装置３に接続された車上無線機６が搭載されており、列車２の軌道１上には、車上無線機６と情報の送受信を行うための複数の地上無線機７が所定間隔をもって設置されている。また、これら地上無線機７は、軌道１を走行する列車２の車上無線機６との間で情報の送受信を行うように構成されている。また、各地上無線機７には、地上装置８が接続されており、各地上装置８には、列車２の沿線の運行管理などを行う中央装置９が接続されている。

そして、各車上装置３の車上処理部４は、列車の位置検出装置として機能するように構成されており、車上処理部４は、地上無線機７と車上無線機６との通信を行った際の電波伝搬時間を計測することにより、地上無線機７と列車２との距離を演算し、列車２がどの位置に存在しているかを検出するように構成されている。そして、車上装置３は、列車２の位置情報に基づく制限速度や走行可能距離の情報に基づいて、自列車２のブレーキ性能に従って速度パターンを生成し、この速度パターンに従って列車２の走行制御を行うように構成されている。なお、本実施形態においては、列車の位置検出装置は車上装置３に含むものとして示しているが、列車の位置検出装置は地上に設置する構成も考えられ、その場合には、列車の位置検出に用いる情報を無線通信などの伝送手段により地上の位置検出装置に伝送すればよい。

また、本実施形態においては、図２に示すように、車上無線機６は、列車２の進行方向に対して後方に位置する地上無線機７との間で距離測定を行うように構成されており、車上装置３は、列車２の進行方向前方および後方にそれぞれ設置された地上装置８の間の距離から車上無線機６により測定された測定距離Ｌｄを差し引いた距離から列車２の進行方向前方における地上装置８との距離を算出して列車２の位置を検出するように構成されている。すなわち、地上装置８の設置位置は既知であり、各地上装置８との間の距離も既知である。そして、無線による距離測定を行うと、測定距離Ｌｄが実際の距離Ｌｔより長く検出されることがあるため、各地上装置８の間の既知の距離から後方の地上無線機７までの測定距離を差し引くことで、前方の地上無線機７までの距離は、相対的に短く検出されることになる。そのため、無線により距離測定を行った場合に、列車２の位置が実際の位置より前方にあると検出されることになり、例えば、列車２の進行方向前方に位置する他の列車２や駅などとの間隔が短い状態で制御されるため、安全性を高めることができるものである。

次に、本実施形態の制御動作について説明する。

まず、列車２の進行方向後方に位置する地上無線機７と車上無線機６との間で通信を行い、地上無線機７と車上無線機６との通信を行った際の電波伝搬時間を計測することにより、地上無線機７と列車２との距離を演算する。そして、車上装置３により、列車２の進行方向前方および後方にそれぞれ設置された地上装置８の間の距離から車上無線機６により測定された距離を差し引いた距離から列車２の進行方向前方における地上装置８との距離を算出して列車２の位置を検出する（例えば、地上装置８との距離と線路線形の地理的情報から検出する）。

そして、検出された列車２の位置を車上無線機６および地上無線機７を介して地上装置８に送るとともに、車上装置３により、検出された列車２の位置に基づいて、列車２のブレーキ性能に従って速度パターンを生成し、この速度パターンに従って列車２の走行制御を行うものである。

以上述べたように、本実施形態においては、列車２の進行方向後方に位置する地上無線機７と車上無線機６との間で通信を行い、地上無線機７と列車２との距離を演算し、車上装置３により、列車２の進行方向前方および後方にそれぞれ設置された地上装置８の間の距離から車上無線機６により測定された距離を差し引いた距離から列車２の進行方向前方における地上装置８との距離を算出して列車２の位置を検出するようにしているので、無線による距離測定がマルチパスなどにより実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、前方の地上無線機７までの距離を相対的に短く検出することができ、列車２の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車２の走行の安全性を著しく高めることができる。

なお、本実施形態においては、列車２の最後尾の位置は、列車２の進行方向後方に位置する地上無線機７と車上無線機６との間の測定された距離から算出できるが、実際の距離より長く検出された場合には、実際の位置よりも進行方向へずれて検出される。このため、列車存在範囲としては、算出された列車２の先頭位置と列車２の進行方向後方に位置する地上無線機７を含むように設定すればよい。このように設定した列車存在範囲は、実際の列車存在範囲よりも大きな値となり、実際の列車２の列車存在範囲より広い範囲で列車２の位置を検出することが可能となるので、オーバーランや衝突などの発生を確実に防止することができる。なお、列車２が進行して進行方向前方に位置する地上無線機７を通過した後は、当該地上無線機７が列車２の進行方向後方に位置する地上無線機７となるので、列車存在範囲の進行方向後方側は、当該地上無線機７までの範囲に切り替えるようにすればよい。

次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照して説明する。なお、列車２の構成については、図１と同様であるので、図１を参照しつつ説明する。

本実施形態においては、車上無線機６は、列車２の進行方向に位置する地上無線機７との間で距離測定を行うように構成されており、地上無線機７との間で距離測定を行った後、一定時間経過後に、再び、地上無線機７との間で距離測定を行うように構成されている。そして、タコジェネレータ５により、一定時間が経過する間における列車２の速度を測定しておき、車上処理部４により、最初に測定した測定距離に一定時間経過する際の速度積算による走行距離を反映して算出する距離と、次に測定した測定距離値と比較し、値の小さい方を列車２の位置として採用するように構成されている。

すなわち、本実施形態においては、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と車上無線機６との間で通信を行って地上無線機７との距離測定を行い、距離値L１を得たとして、その一定時間Δｔ経過後に、次の距離測定を行い測距値Ｌ２が得られたとする。一定時間が経過する間におけるタコジェネレータ５による列車２の速度がV（地上無線機７に接近するときを正値とする）であったとすると、速度積算から算出する距離は、Ｌ１−VΔｔとなり、測定距離Ｌ２と、測定距離Ｌ１−VΔｔとで比較して、値の小さい方をその地点での測定距離として採用するものである。また、次回の一定時間Δｔ経過後の距離測定では、距離値Ｌ１として、採用した小さい方の測定距離を用いればよい。

そのため、無線による距離測定を行うと、測定距離が実際の距離より長く検出されることがあるが、測定距離Ｌ２と測定距離Ｌ１−VΔｔとの値の小さい方を採用することにより、実際の距離より長く検出された場合でも、小さい測定距離に基づいて列車２の位置を検出することができ、例えば、列車２の進行方向前方に位置する他の列車２や駅などとの間隔が短い状態で制御されるため、安全性を高めることができるものである。

以上述べたように、本実施形態においては、列車２の進行方向に位置する地上無線機７と車上無線機６との間で測定距離を求めた後、一定時間経過後に、再び、地上無線機７との間で距離測定を行うとともに、タコジェネレータ５により、一定時間が経過する間における列車２の速度を測定しておき、最初に測定した測定距離に一定時間経過する際の速度積算による走行距離を加算した値と、次に測定した測定距離値と比較し、値の小さい方を列車２の位置として採用するようにしているので、無線による距離測定が実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、前方の地上無線機７までの測定距離の小さい方に基づいて列車２の位置を検出することができ、列車２の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車２の走行の安全性を著しく高めることができる。

なお、本実施形態においては、列車２の最後尾位置は、先頭位置と列車編成長から算出すればよい。このときの先頭位置としては、前述のように採用した列車２の位置から求まる先頭位置としてよく、この場合、最後尾位置は、列車２の実際の最後尾位置と概ね一致する。また、地上無線機７と車上無線機６との間で測定した測定距離から求めた先頭位置としてもよく、この場合、無線による距離測定が実際の距離より長く検出されることがあった場合には、算出される最後尾位置は列車２の実際の最後尾位置よりも進行方向後方に位置することになる。列車存在範囲は、前述のように採用した列車２の位置から求まる先頭位置と算出される最後尾位置に基づいて求めるように構成する。このように先頭位置と最後尾位置を含むように列車存在範囲を設定すれば、無線による距離測定が実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、求められた列車存在範囲が実際の列車存在範囲よりも大きな値となり、広い範囲で列車２の位置を検出することができるので、列車２の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車２の走行の安全性を著しく高めることができる。

次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照して説明する。なお、列車２の構成については、図１と同様であるので、図１を参照しつつ説明する。

本実施形態においても前記第２実施形態と同様に、列車２の先頭および最後尾の車両にそれぞれ車上装置３および車上無線機６を搭載し、列車２の先頭の車上無線機６により、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行うとともに、列車２の最後尾の車上無線機６により、列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行うように構成されている。そして、本実施形態においては、列車２の先頭の車上無線機６により測定した測定距離に既知である列車２の車両編成長を加算した値に基づいて列車２の最後尾位置を求めるとともに、列車２の最後尾の車上無線機６により測定した測定距離に列車２の車両編成長を加算した値に基づいて、列車２の先頭位置を求めるように構成されている。そして、これら列車２の先頭位置および最後尾位置に基づいて、列車２の列車存在範囲を求め、この列車存在範囲に基づいて列車２の位置を検出するように構成されている。

すなわち、本実施形態においては、ある区間における２つの地上装置８の間に列車２が在線している場合に、列車２の前方の車上無線機６により、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行って測定距離Ｌｄ１を、列車２の最後尾の車上無線機６により、列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行って測定距離Ｌｄ２をそれぞれ取得したとする。そして、これら各測定距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に列車２の車両編成長Ｌｓを加算して、列車２の先頭位置および最後尾位置を求め、これら列車２の先頭位置および最後尾位置に基づいて、列車２の列車存在範囲Ｌｄｓを求めるものである。このようにして求められた列車存在範囲Ｌｄｓは、無線による距離測定を行った場合に測定距離が実際の距離より長く検出されて、測定距離Ｌｄ１および測定距離Ｌｄ２に誤差が生じた場合でも、実際の列車存在範囲よりも大きな値となり、実際の列車２の列車存在範囲より広い範囲で列車２の位置を検出することが可能となる。

この場合に、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と通信を行って取得した測定距離および列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と通信を行って取得した測定距離に、車両編成長を加算するのではなく、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と通信を行って取得した測定距離に車上無線機６の設置位置から既知である列車２の最後尾までの距離を加算した値に基づいて列車２の最後尾位置を演算して求めるとともに、列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と通信を行って取得した測定距離に車上無線機６の設置位置から既知である列車の先頭までの距離を加算した値に基づいて列車の先頭位置を演算して求めるようにしてもよい。

例えば、図５に示すように、列車２の中央部分に１つの車上無線機６を設置した場合について説明すると、ある区間における２つの地上装置８の間に列車２が在線している場合に、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行って測定距離Ｌｄ１を、列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行って測定距離Ｌｄ２をそれぞれ取得したとする。そして、これら各測定距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に車上無線機６の設置位置から既知である列車の最後尾までの距離Ｌｂ、車上無線機６の設置位置から既知である列車の先頭までの距離Ｌｆをそれぞれ加算して、列車２の最後尾位置および先頭位置を求め、これら列車２の先頭位置および最後尾位置に基づいて、列車２の列車存在範囲Ｌｄｓを求めるものである。

また、例えば、図６に示すように、列車２の先頭および最後部にそれぞれ車上無線機６を搭載した場合では、列車２の前方の車上無線機６により、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行って測定距離Ｌｄ１を、列車２の最後尾の車上無線機６により、列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行って測定距離Ｌｄ２をそれぞれ取得し、これら各測定距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に列車２の前方の車上無線機６の設置位置から既知である列車の最後尾までの距離Ｌｂ、最後尾の車上無線機６の設置位置から既知である列車の先頭までの距離Ｌｆをそれぞれ加算して、列車２の最後尾位置および先頭位置を求め、これら列車２の先頭位置および最後尾位置に基づいて、列車２の列車存在範囲Ｌｄｓを求めるものである。

さらに、例えば、図７に示すように、列車２の先頭および最後部にそれぞれ車上無線機を搭載した場合において、列車２の最後尾の車上無線機６により、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行って測定距離Ｌｄ１を、列車２の先頭の車上無線機６により、列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行って測定距離Ｌｄ２をそれぞれ取得し、これら各測定距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に列車２の最後尾の車上無線機６の設置位置から既知である列車の最後尾までの距離Ｌｂ、先頭の車上無線機６の設置位置から既知である列車の先頭までの距離Ｌｆをそれぞれ加算して、列車２の最後尾位置および先頭位置を求め、これら列車２の先頭位置および最後尾位置に基づいて、列車２の列車存在範囲Ｌｄｓを求めるものである。

このように、図５から図７に示す例により求められた列車存在範囲Ｌｄｓは、先頭位置と最後尾位置を含むように設定することで、無線による距離測定を行った場合に測定距離が実際の距離より長く検出されて測定距離Ｌｄ１および測定距離Ｌｄ２に誤差が生じた場合でも、実際の車両編成長Ｌｓよりも大きな値となり、実際の列車２の車両編成長より広い範囲で列車２の位置を検出することが可能となる。

以上述べたように、本実施形態においては、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と車上無線機６により測定した測定距離に基づいて列車２の最後尾位置を求めるとともに、列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と車上無線機６により測定した測定距離に基づいて、列車２の先頭位置を求め、これら列車２の先頭位置および最後尾位置に基づいて、列車２の列車存在範囲を求め、この列車存在範囲に基づいて列車２の位置を検出するようにしているので、列車存在範囲を先頭位置と最後尾位置を含むように設定することで、無線による距離測定が実際の距離より長く検出されることがあった場合でも、求められた列車存在範囲が実際の列車存在範囲よりも大きな値となり、広い範囲で列車２の位置を検出することができ、列車２の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車２の走行の安全性を著しく高めることができる。

次に、列車２の進路上に設定した所定位置に対する列車２の通過判定について説明する。

まず、列車２が所定位置を通過し始めたことは、例えば、列車存在範囲の列車進行方向前方端が所定位置を通過し始めたことで判定すればよい。次に、列車２が所定位置を通過し終わったことは、例えば、列車存在範囲の列車進行方向後方端が所定位置を通過し終わったことで判定すればよい。あるいは、列車２の列車存在範囲に所定位置が含まれたことをもって列車２が所定位置を通過し始めたと判定し、その後、列車存在範囲に所定位置が含まれなくなったことをもって列車２が所定位置を通過し終えたと判定してもよい。測定に基づき求められた列車存在範囲は、列車２の実際の存在範囲よりも大きな値となるので、通過し始めているのに通過し始めていないと判定することがなく、また、通過し終わっていないのに通過し終わったと判定することがない。

このように、前記各実施形態に記載の測定により求めた列車存在範囲を使用することで、列車２の通過を安全上適正に検出することができるので、衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車２の走行の安全性を著しく高めることができる。なお、列車存在範囲は列車２の移動に伴って移動することはいうまでもない。

また、地上無線機７を通過していることの判定には、地上無線機７と車上無線機６との間で通信することができない状態となることを利用することもできる。この態様について、図８を参照して説明する。なお、列車２の構成については、図１と同様であるので、図１を参照しつつ説明する。

列車２の先頭と最後尾にそれぞれ車上装置３および車上無線機６が搭載されており、列車２の先頭の車上無線機６により、列車２の進行方向前方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行うとともに、列車２の最後尾の車上無線機６により、列車２の進行方向後方に設置された地上無線機７と通信を行って距離測定を行うように構成されている。

地上無線機７と車上無線機６のアンテナ指向性の設定により地上無線機７と車上無線機６が所定距離以内にあるときに通信できないとする。この場合、地上無線機７の設置位置に列車２の先頭車両が到達すると、地上無線機７と車上無線機６との間で通信することができない状態となり、この通信不能状態は、列車２の最後尾車両が地上無線機７を通過するまで続くことになる。その後、列車２の最後尾車両が地上無線機７の設置位置を通過すると、進行方向後方の位置関係にある地上無線機７と最後尾の車上無線機６が通信を再開し、連続して距離測定を行い、列車２の進行に伴って徐々に測定距離は長くなる。そのため、車上装置３は、測定距離が徐々に短くなった後、通信不能状態となり、その後測定距離が徐々に長くなるという一連の測定結果により、地上無線機７と車上無線機６との通信が不能な場合に、列車２が地上無線機７の設置位置を通過しているものとして、列車２の位置を検出すればよい。

このように車上装置３による測定距離が徐々に短くなった後通信不能状態となり、その後測定距離が徐々に長くなるという一連の測定結果により、地上無線機７と車上無線機６との通信が不能な場合に、列車２が地上無線機７の設置位置を通過しているものとして、列車２の位置を検出することにより、列車２の位置を適正に検出することができ、列車２の衝突やオーバーランなどの発生を確実に防止することができ、列車２の走行の安全性を著しく高めることができる。

なお、前記各実施形態においては、車上装置３の車上処理部４が列車の位置検出装置として機能するように構成したが、車上装置３と列車の位置を検出する位置検出装置とを別装置として構成するようにしてもよい。

また、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

１ 軌道
２ 列車
３ 車上装置
４ 車上処理部
５ タコジェネレータ
６ 車上無線機
７ 地上無線機
８ 地上装置
９ 中央装置

Claims (8)

1. 列車に搭載され地上装置に対して無線により距離測定を行う車上無線機と、
   前記車上無線機による測定距離に基づき前記列車の位置を検出する位置検出装置と、を備え、
   前記車上無線機は、前記列車の進行方向後方に設置された前記地上装置に対する距離測定を行い、
   前記位置検出装置は、前記車上無線機で測定した進行方向後方の前記地上装置に対する前記測定距離を、進行方向前方の前記地上装置から進行方向後方の前記地上装置までの既知の距離から差し引くことで、前記列車の進行方向前方における前記地上装置との距離を算出して前記列車の位置を検出することを特徴とする列車位置検出システム。
2. 列車に搭載され地上装置に対して無線により距離測定を行う車上無線機と、
   前記車上無線機による測定距離に基づき前記列車の位置を検出する位置検出装置と、
   前記列車の速度を検出する速度検出装置と、を備え、
   前記車上無線機は、前記列車の進行方向前方の前記地上装置に対する距離測定を行うとともに、所定時間後の前記地上装置に対する距離測定を行い、
   前記位置検出装置は、最初に測定した測定距離に前記速度検出装置による検出速度により前記所定時間進んだ距離を反映して算出した距離と、前記所定時間後の測定距離とのうち、短い距離に基づいて前記列車の位置を検出することを特徴とする列車位置検出システム。
3. 列車に搭載され地上装置に対して無線により距離測定を行う車上無線機と、
   前記車上無線機による測定距離に基づき前記列車の位置を検出する位置検出装置と、を備え、
   前記車上無線機は、前記列車の進行方向前方および後方の前記地上装置に対する距離測定を行い、
   前記位置検出装置は、前記各測定距離にそれぞれ列車編成長を加えた各距離の重複する範囲から列車の位置を検出することを特徴とする列車位置検出システム。
4. 列車に搭載され地上装置に対して無線により距離測定を行う車上無線機と、
   前記車上無線機による測定距離に基づき前記列車の位置を検出する位置検出装置と、を備え、
   前記車上無線機は、前記列車の進行方向前方および後方の前記地上装置に対する距離測定を行い、
   前記位置検出装置は、前記各測定距離にそれぞれ前記車上無線機から前記列車の最後尾および先頭までの距離を加えた各距離の重複する範囲から列車の位置を検出することを特徴とする列車位置検出システム。
5. 前記位置検出装置は、前記地上装置までの測定距離および前記地上装置の設置位置に基づいて前記列車の列車存在範囲を求め、当該列車存在範囲に基づいて列車の位置を検出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の列車位置検出システム。
6. 前記列車存在範囲は、前記列車の実際の存在範囲を含むように設定することを特徴とする請求項５に記載の列車位置検出システム。
7. 前記位置検出装置は、当該列車の列車存在範囲が所定位置を通過したことにより当該列車が所定の位置を通過し始めたと判定し、当該列車の列車存在範囲が所定位置を通過し終えたことにより当該列車が所定の位置を通過し終わったと判定することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の列車位置検出システム。
8. 前記車上無線機は、前記列車の進行方向前方の前記地上装置に対する距離測定を連続して行い、
   前記位置検出装置は、前記車上無線機による距離測定ができなくなった時に、前記列車が前記地上装置に位置していると検出することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の列車位置検出システム。

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